La nanofabrication au service des technologies de l’avenir

Professeur éminent de la Faculté de génie, Pierre Berini est à l’avant-garde de la nanofabrication. Dans son rôle actuel de directeur fondateur du NanoFab de l’Université d’Ottawa, il contribue à la fois à la recherche fondamentale et aux applications pratiques de la nanotechnologie. 
 Ses travaux portent sur l’optique et la photonique, plus précisément sur la nanophotonique, la plasmonique, les métasurfaces, l’optique intégrée et la nanofabrication. Dans le domaine de la nanofabrication, ses recherches se concentrent sur les techniques de fabrication avancées permettant de manipuler les matériaux à l’échelle nanométrique – techniques dont les applications vont de l’électronique à la médecine.  

« La nanofabrication est essentielle à l’intégration des régimes de fonctionnement dans les matériaux qui ne sont pas accessibles naturellement. Si, par exemple, nous voulons disposer d’appareils électroniques de plus en plus puissants ayant davantage de fonctions, il nous faut miniaturiser les composants et les circuits, et les intégrer dans de petits facteurs de forme », explique le professeur Berini.  

Au cours des dix dernières années, il a collaboré avec des chercheuses et chercheurs du monde universitaire et industriel pour faire avancer leurs projets au laboratoire NanoFab et créer des matériaux et des dispositifs toujours plus petits et plus efficaces.  

Située à l’Université d’Ottawa, NanoFab est une plateforme technologique de 30 millions de dollars offrant des installations tout à fait uniques, dont trois laboratoires : chimie par voie humide, métrologie et salles blanches et jaunes (classe 10 000).  

Son équipement complexe de pointe permet aux utilisateurs et utilisatrices de créer des structures, des circuits et des dispositifs à l’échelle nanométrique avec une précision et une efficacité accrues.  

« La plateforme a un énorme potentiel pour soutenir les objectifs d’un large éventail de profils d’utilisation dans divers secteurs. Nous accueillons des gens au niveau doctoral et postdoctoral, qui utilisent nos installations ou qui viennent y collaborer en provenance de différentes facultés ou de l’industrie; nous travaillons autant avec les entreprises à deux personnes qu’avec les multinationales », précise Pierre Berini.  

La plateforme a vu naître une multitude de projets dans des domaines allant de la production de circuits électroniques, optiques et photoniques à la conception de biocapteurs.  

NanoFab est un laboratoire ouvert; il est donc particulièrement bien placé pour proposer une solution rentable à une clientèle tant interne qu’externe. Après avoir suivi la formation obligatoire, les utilisatrices et utilisateurs peuvent se servir des outils disponibles moyennant des frais de prestation de services raisonnables. Les entreprises peuvent aussi collaborer à des projets de recherche innovateurs en profitant non seulement des caractéristiques uniques du NanoFab, mais aussi de l’expertise du professeur Berini et de son équipe hautement qualifiée de technologues de laboratoire pendant toute la durée de leur projet.  

Les recherches du professeur Berini ont des retombées pratiques dans plusieurs secteurs.  

Laboratoires sur puce et applications en santé  

Dans le cadre de travaux publiés récemment dans Science Advances (lien en anglais seulement), le professeur Berini a collaboré avec des chercheuses et chercheurs du NanoFab de l’Université d’Ottawa et de l’Institut NEXQT pour présenter les techniques et les détails d’un processus électrochimique amélioré qui accroît les capacités des microfluides et des laboratoires sur puce.  

L’équipe de recherche s’active à mettre au point des capteurs biomédicaux afin de produire des dispositifs capables de détecter des affections telles que la leucémie, la dengue, les infections bactériennes dans l’urine et la COVID. Grâce à cette technologie, on accélère le diagnostic des maladies en testant directement des fluides complexes, tels que l’urine et les produits sanguins.  

Progrès de la nanophotonique appliqués aux véhicules automatisés  

Dans un article publié dans Nano Futures (lien en anglais seulement), le professeur Berini et son équipe ont prouvé le potentiel de la nanofabrication pour faire progresser la nanophotonique, par exemple grâce à la création de nano-antennes destinées à différentes applications, notamment pour le guidage de faisceaux lumineux.  

En utilisant des matériaux semi-conducteurs et des contacts électriques, ils ont conçu des antennes optiques nanométriques sur une surface réfléchissante qui peut rediriger un faisceau optique dans différentes directions pour réaliser un balayage optique à l’aide d’un rayon laser. Ces antennes peuvent servir à la détection et à la télémétrie par ondes lumineuses (LIDAR), ce qui sera utile dans le secteur des véhicules automatisés.  

Avec l’acquisition en cours d’équipement pour NanoFab et l’expansion considérable de la plateforme, le professeur Berini est prêt à explorer de nouvelles applications de la nanofabrication qui façonneront l’avenir de la technologie et de la société.  

« Dans les années à venir, la nanofabrication aura sans doute des retombées encore plus importantes. Le potentiel de l’informatique quantique, où la nanofabrication sera essentielle pour construire la prochaine génération de processeurs, me semble tout particulièrement fascinant. Je prévois également des percées dans le domaine de la médecine personnalisée, où l’on pourrait utiliser des dispositifs à l’échelle nanométrique pour diagnostiquer des maladies et administrer des traitements adaptés aux besoins de chaque individu. C’est pourquoi nous voulons que l’infrastructure et l’équipement du NanoFab restent pertinents et à jour, afin que nous puissions continuer à stimuler l’innovation », conclut le professeur Berini.  

Nous invitons les chercheuses et chercheurs des sphères universitaire et industrielle à envoyer un courriel au NanoFab pour s’enquérir des possibilités de collaboration.